Bioprinting: Wie funktioniert das und wofür braucht man es?
Beim Stichwort 3D-Druck denken die meisten Menschen wahrscheinlich sofort an dreidimensionale Drucker, die Objekte auf Basis von Kunststoff bzw. Kunstharz herstellen. Allerdings beschränkt sich der 3D-Druck bei weitem nicht nur auf Kunststoffe. So lässt sich mit 3D-Druckern ebenfalls organisches Gewebe verarbeiten. Zusammengefasst wird das unter dem Begriff „Bioprinting“. Doch was steckt eigentlich genau hinter diesem Begriff?
Was versteht man unter Bioprinting?
Unter dem Begriff des Bioprintings wird im Allgemeinen der computergestützte Aufbau von Gewebestrukturen mit der Hilfe eines 3D-Druckers zusammengefasst. Das organische Material kann dabei zum Beispiel aus dem Gewebe von gezüchteten Zellen bestehen. Vom Prinzip her arbeitet ein sogenannter Bioprinter ähnlich wie ein herkömmlicher 3D-Drucker. So baut ein Extruder eine digitale Vorlage im Druckraum schrittweise auf. Statt Kunststoffen wie ABS-Filamente oder PLA-Filamente verwenden die Geräte jedoch ein polymeres Gel, das beispielsweise auf Alginat-Basis hergestellt wurde. Im Gel eingeschlossen können sich dabei lebende Zellen befinden. Während des Druckvorgangs wird das Gel zum Beispiel tröpfchenweise im Druckraum verteilt. Ein einzelner Tropfen kann dabei bis zu 30.000 Einzelzellen enthalten. Durch gezielte Wachstumsanregung sollen die Zellen nach dem Druck zur Bildung von funktionierenden Gewebestrukturen gebracht werden. Die Bandbreite an möglichen Strukturen reicht dabei von winzigen Blutgefäßen bis hin zu ganzen Organen.
Welche Eigenschaften machen das Bioprinting so speziell?
Neben den Besonderheiten des Druckmaterials weisen Bioprinter ebenfalls spezielle Komponenten auf. So ist unter anderem eine genaue Temperaturregulierung enorm wichtig für den Druck von organischen Materialien. Da es sich beim Bioprinting um eine sehr junge Technologie handelt, sind die Anwendungsmöglichkeiten aktuell noch relativ beschränkt. Trotz der noch recht jungen Geschichte befindet sich das Bioprinting laut Herstellerangaben jedoch in einem verhältnismäßig weit fortgeschrittenen Entwicklungszustand. Beispielsweise ist es schon heute möglich, einfache Gewebestrukturen wie Muskeln, Haut oder Knorpel herzustellen. Vor allem die Herstellung von künstlichen Blutgefäßen ist ein konkretes Ziel des Bioprinting.
Für welche Einsatzbereiche sind Bioprinter besonders geeignet?
Es ist naheliegend, dass Bioprinter vor allem in der Medizin ein gigantisches Potenzial besitzen. Während heute gedruckte Gewebe hauptsächlich für Medikamententests zum Einsatz kommen, könnten sie in Zukunft eine wichtige Quelle für Transplantationen sein. So ist die Herstellung von künstlichen Organen theoretisch gesehen problemlos möglich. Neben dem medizinischen Bereich hat auch die Lebensmittelindustrie ein großes Interesse am Bioprinting. Im Fokus steht dabei primär die Produktion von künstlichem Fleisch. Grundsätzlich ist es denkbar, dass sich das Bioprinting in der Zukunft als Alternative zur industriellen Tierproduktion etabliert. Nach den Angaben von Herstellern ist das Drucken von schmackhaftem Fleische schon heute technisch durchführbar.
Für wen lohnt sich die Anschaffung eines Bioprinters?
Wer sich aktuell nach einem Bioprinter umsieht, wird relativ schnell Ernüchterung erfahren. So gibt es derzeit auf dem Markt lediglich ein einziges Modell, dessen Preis man nur auf Anfrage erhält. Diese Tatsache macht deutlich, dass die Anschaffung eines Bioprinters aufgrund des aktuellen Entwicklungsstandes in der Gegenwart nur für Unternehmen sinnvoll ist. Da sich theoretisch allerdings jeder 3D-Drucker in einen Bioprinter umwandeln lässt, könnte sich dieser Umstand in der Zukunft rasant ändern. So bestehen seitens der Hersteller bereits Pläne, die zum Ziel haben, massentaugliche Bioprinter zu entwickeln. Allerdings dürfte dies erst in einigen Jahren der Fall sein.
Was bleibt unterm Strich zum Thema zu sagen?
Summa summarum lässt sich festhalten, dass die Entwicklungen im Bereich der Bioprinter definitiv zu den spannendsten Prozessen der modernen Zeit gehören. Aufgrund der frühen Entwicklungsphase wird es jedoch noch einige Zeit dauern, bis sich Privatmenschen zuhause ihr eigenes Steak drucken können.
Mit freundlichen Grüßen
Ihr HD-Toner Team ?
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